Embed Size (px)
Citation preview
i
PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM
PERAWATAN POMPA GEAR
PROYEK AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna
memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)
Program Studi DIII Teknik Mesin
Disusun oleh:
AGUNG PAMBUDI
I 8 1 0 7 0 3 0
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Proyek Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim
Penguji Proyek Akhir Program Studi D III Teknik Mesin Produksi Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Surakarta, Juli 2010
Pembimbing I Pembimbing II
Zainal Arifin, ST, MT NIP. 19730308 200003 1 001
Didik Djoko Susilo, ST, MT NIP. 19720313 199702 1 001
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Proyek Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim
penguji Proyek Akhir Program Studi D III Teknik Mesin Produksi Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi
persyaratan mendapat gelar Ahli Madya.
Pada hari :
Tanggal :
Tim Penguji Proyek Akhir
1. Zainal Arifin, ST, MT NIP. 19730308 200003 1 001 ………………………………
2. Didik Djoko Susilo, ST, MT NIP. 19720313 199702 1 001 ………………………………
3. Purwadi Joko W.,ST.,MT NIP. 19730126 199702 1 001 ………………………………
4. Rendhy Adhy Rachmanto,ST.,MT NIP. 19710119 200012 1 006 ………………………………
Mengetahui,
Ketua Program D3 Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin UNS
Zainal Arifin, ST, MT.
NIP. 197303082000031001
Disahkan Oleh:
Koordinator Proyek Akhir
Jaka Sulistya Budi , ST NIP. 196710191999031001
iv
HALAMAN MOTTO
· Manusia sepantasnya berusaha dan berdoa, tetapi Tuhan yang
menentukan.
· Apa yang kita cita-citakan tidak akan terwujud tanpa disertai tekad dan
usaha yang keras.
· Tiada hidup tanpa perjuangan dan tiada perjuangan tanpa pengorbanan.
· Masalah bukanlah cobaan yang harus dihindari, namun tantangan yang
wajib kita hadapi.
· Kegagalan merupakan sebuah proses menuju keberhasilan.
· Bermimpilah, karena segala sesuatu berawal dari mimpi kita.
v
PERSEMBAHAN
Sebuah hasil karya yang kami buat demi menggapai sebuah cita-cita,
yang ingin ku-persembahkan kepada:
Allah SWT, karena dengan rahmad serta hidayah-Nya saya dapat
melaksanakan `Tugas Akhir’ dengan baik serta dapat menyelesaikan laporan ini
dengan lancar
Orang Tua yang aku sayangi yang telah memberi dorongan moril maupun
meteriil serta semangat yang tinggi sehingga saya dapat menyelesaikan tugas
akhir ini.
Para Dosen, khususnya dosen jurusan teknik mesin yang dengan
semangat, sabar mengajar dan membimbing kami sehingga dapat menyelesaikan
tugas akhir ini dengan baik.
Ade`-ade`ku yang aku sayangi, ayo kejar cita-citamu dengan penuh
perjuangan dan tekad.
Kekasihku yang aku cintai dan sayangi yang selalu mendukungku dalam
suka maupun duka, serta tak pernah lelah memberikan motivasi.
Vega R ku yang selalu setia menemaniku sampai akhir masa kuliahku.
D III Produksi dan Otomotif angkatan 07’ yang masih berjuang, jangan
patah semangat dan terus berusaha demi masa depan.
Ade’-ade’ angkatanku, tingkatkan mutu dan kualitas diri, jangan pernah
menyerah!!!
vi
ABSTRAKSI
Agung Pambudi , 2010, PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN POMPA GEAR. Program studi diploma III Mesin Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pompa gear merupakan peralatan yang tergolong penting dalam dunia industri. Dalam penggunaanya semakin lama pompa akan mengalami penurunan performance yang di pengaruhi oleh berbagai faktor. Agar pompa mampu bekerja secara maksimal kembali dan untuk memperpanjang usia pompa maka perlu adanya proses perawatan. Pengetahuan tentang pompa sangat diperlukan untuk dapat melakukan proses perawatan. Hal tersebut dapat diperoleh melalui pengalaman kerja dilapangan maupun praktek di laboratorium. Untuk memberikan pengetahuan tentang pompa kepada mahasiswa, maka diperlukan sebuah alat praktikum perawatan pompa gear.
Proses pembuatan di mulai dengan mendesain gambar alat, melakukan perhitungan, menggambar mesin, menentukan material, kemudian proses pengerjaan. Proses pengerjaan awal adalah membuat meja sebagai tempat rangkaian alat. Komponen utama dalam proses perakitan adalah motor dan pompa yang di hubungkan dengan poros. Setelah proses perakitan di lakukan proses pengujian alat.
Dengan peralatan ini, kita mampu melakukan praktek pengoperasian pompa gear dengan benar dan aman. Serta mampu melakukan praktek perawatan pompa gear.
Proyek akhir ini menghasilkan alat praktikum perawatan pompa gear dengan spesifikasi sebagai berikut Biaya produksi total Rp. 4.846.500,00. Motor listrik yang di gunakan 1 phase 2 HP dengan putaran 1440 rpm. Kapasitas pompa yang digunakan adalah 60 liter / menit.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT. yang memberikan limpahan rahmat,
karunia dan hidayah-Nya, sehingga laporan Proyek Akhir dengan judul
PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN POMPA GEAR ini dapat
terselesaikan dengan baik tanpa halangan suatu apapun. Proyek Akhir ini disusun
untuk memenuhi salah satu persyaratan kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik
Mesin Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam laporan ini, penulis menyampaikan banyak terima kasih atas
bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Penulis menyampaikan
terima kasih kepada:
1. Bapak Zainal Arifin, ST.,MT Selaku ketua program DIII Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret serta Selaku pembimbing Proyek Akhir I.
2. Bapak Didik Djoko Susilo, ST, MT Selaku pembimbing Proyek Akhir II.
3. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST. Selaku koordinator Proyek Akhir.
4. Bapak dan Ibu di rumah atas segala bentuk dukungan dan doanya.
5. Rekan-rekan mahasiswa D III Produksi dan Otomotif angkatan 2007 .
6. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat
diharapkan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya
dan bagi pembaca bagi pada umumnya. Amin.
Surakarta, Juli 2010
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman Halaman Judul ............................................................................................. i Halaman Persetujuan ................................................................................... ii Halaman Pengesahan .................................................................................. iii Halaman Motto ........................................................................................... iv Persembahan ............................................................................................... v Abstraksi ..................................................................................................... vi Kata Pengantar ............................................................................................ vii Daftar Isi ..................................................................................................... viii Daftar Gambar ............................................................................................. x Daftar Notasi ................................................................................................ xii Daftar Tabel ................................................................................................ xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Balakang ................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah .......................................................... 1 1.3 Tujuan Proyek Akhir ......................................................... 1 1.4 Manfaat Proyek Akhir ....................................................... 2 1.5 Pembatasan Masalah ......................................................... 2 1.6 Kerangka Pemikiran........................................................... 3 1.7 Sitematika Penulisan ......................................................... 6
BAB II DASAR TEORI 2.1 ..................................................................................... Tinjaua
n Umum ............................................................................. 7 2.1.1 Pompa dinamik....................................................... 8 2.1.2 Pompa perpindahan positif..................................... 9
2.2 Pompa Gear ....................................................................... 9 2.2.1 Karakterisrik pompa roda gigi luar ........................ 11 2.2.2 Cara kerja .............................................................. 12 2.2.3 Rumus perhitungan pompa .................................... 14
2.3..................................................................................... Cara Pengoperasian Pompa Gear ............................................... 15
2.4 Kopling .................................................................. 16 2.5 ..................................................................................... Poros
............................................................................................17 2.6 ..................................................................................... Statika
............................................................................................19
ix
2.6.1 Gaya luar ................................................................ 19 2.6.2 Gaya dalam ............................................................ 20 2.6.3 Tumpuan ................................................................ 21 2.6.4 Diagram gaya dalam .............................................. 22
2.7 ..................................................................................... Proses Pengelasan ......................................................................... 22 2.7.1 Sambungan las ....................................................... 23 2.7.2 Memilih besarnya arus .......................................... 24 2.7.3 Rumus yang digunakan dalam perhitungan las...... 25
2.8 ..................................................................................... Proses Permesinan ........................................................................ 26
2.9 ..................................................................................... Pemilihan Mur dan Baut................................................................. 28
BAB III DATA DAN ANALISA 3.1 Perhitungan Poros ............................................................. 31 3.2 Rangka .............................................................................. 33 BAB IV PROSES PRODUKSI 4.1. Pembuatan Poros................................................................ 48 4.2. Waktu Permesinan ............................................................. 49 4.3. Membuat Rangka ............................................................... 52 4.3.1 Proses pemotongan besi hollow ............................. 52 4.3.2 Proses pengelasan................................................... 53 4.3.3 Proses pengerjaan plat ........................................... 54 4.3.3.1 Proses pemotongan plat ........................... 54 4.3.3.2 Proses penekukan plat .............................. 54 4.3.4 Proses pemasangan plat.......................................... 55 4.3.5 Proses pengecatan .................................................. 55 4.4. Perakitan............................................................................. 55 4.5. Estimasi Biaya.................................................................... 56
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan........................................................................... 60
5.2. Saran……............................................................................. 60
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
Daftar Gambar
Halaman Gambar 2.1. Klasifikasi Pompa................................................................. 8 Gambar 2.2. Rotari Roda Gigi Luar.......................................................... 10 Gambar 2.3. Karakteristik Kapasitas dan Daya Kuda Pompa Roda Gigi Luar..................................................................... 12 Gambar 2.4. Fleksibel Kopling Elastomer ................................................ 16 Gambar 2.5. Diagram Pembebanan dan Gaya Bebas Statika Kesetimbangan ..................................................................... 19 Gambar 2.6. Tanda Gaya Normal ............................................................. 20 Gambar 2.7. Tanda untuk Gaya Geser ...................................................... 21 Gambar 2.8. Tanda untuk Momen Lentur................................................. 21 Gambar 2.9. Tumpuan Rol........................................................................ 21 Gambar 2.10. Tumpuan Sendi..................................................................... 22 Gambar 2.11. Tumpuan Jepit ...................................................................... 22 Gambar 2.12. Sambungan Las Butt Joint.................................................... 23 Gambar 2.13. Sambungan Las Lap Joint .................................................... 24 Gambar 2.14. Sambungan Las Edge Joint .................................................. 24 Gambar 2.15. Sambungan Las T- Joint....................................................... 24 Gambar 3.1. Sketsa Alat Perawatan Pompa Gear ..................................... 30 Gambar 3.2. Sketsa Tumpuan Roda Gigi Pompa...................................... 31 Gambar 3.3. Diagram Momen Lentur Roda Gigi ..................................... 33 Gambar 3.4. Sketsa Pembebanan Rangka................................................. 33 Gambar 3.5. Reaksi Gaya Luar Batang C-D............................................. 34 Gambar 3.6. Reaksi Gaya Dalam Batang C-D.......................................... 34 Gambar 3.7. Potongan kiri (x-x) batang C-D............................................ 34 Gambar 3.8. Potongan kiri (y-y) batang C-D............................................ 35 Gambar 3.9. Diagram Gaya Normal, Gaya Geser, Dan Momen Lentur Batang C-D........................................................................... 36 Gambar 3.10. Reaksi Gaya Luar Batang D-E ............................................. 36 Gambar 3.11. Reaksi Gaya Dalam Batang D-E .......................................... 37 Gambar 3.12. Potongan kiri (x-x) batang D-E ............................................ 37 Gambar 3.13. Potongan kiri (y-y) batang D-E ............................................ 38 Gambar 3.14. Diagram Gaya Normal, Gaya Geser, Dan Momen Lentur Batang D-E ........................................................................... 39 Gambar 3.15. Reaksi Gaya Luar Batang A-B............................................. 39 Gambar 3.16. Reaksi Gaya Dalam Batang A-B.......................................... 40 Gambar 3.17. Potongan kiri (x-x) batang A-B............................................ 40 Gambar 3.18. Potongan kiri (y-y) batang A-B............................................ 41
xi
Gambar 3.19. Potongan kiri (z-z) batang A-B ............................................ 42 Gambar 3.20. Diagram Gaya Normal, Gaya Geser, Dan Momen Lentur
Batang A-B .......................................................................... 43 Gambar 3.21. Penampang Besi Hollow ...................................................... 44 Gambar 3.22. Sketsa Pengelasan Rangka ................................................... 46 Gambar 4.1. Poros Gompa Gear ............................................................... 48 Gambar 4.2. Konstruksi Rangka ............................................................... 52
xii
Daftar Notasi
H = Head/ketinggian (m)
p = Tekanan (kg/m2)
ρ = Massa jenis oli/specific gravity (kg/m3)
P = Daya (Watt atau kg.m/s)
T = Torsi (kg.m)
N = Kecepatan putaran (rpm)
Dp = Beda tekanan antara in dan out (kg/m2)
Q = Debit/flowrate (m3/s)
η = Efisiensi pompa (%)
Te = Torsi ekuivalen (kg.m)
d = Diameter poros (mm)
d0 = Diameter poros mula-mula (mm)
d1 = Diameter poros akhir (mm)
M = Momen (N.m)
τs = Tegangan geser (kg/cm2)
τ = Tegangan tarik (kg/cm2)
Me = Momen ekuivalen (kg.m)
σb = Tegangan tarik maksimum (kg/cm2)
F = Gaya (kg.m/s2 atau N)
Fx = Gaya bekerja pada sumbu (x) atau horizontal (N)
Fy = Gaya bekerja pada sumbu (y) atau vertical (N)
A = Luas penampang (cm)
Z = Seksion modulus (mm3)
σb = Tegangan lentur (N/mm2)
s = Lebar gerigi las (mm)
t = Tebal gerigi las (mm)
l = Lebar luar hollow (mm)
e = Jarak las dengan beban (mm)
xiii
V = Kecepatan pemotongan (m/menit)
D = Diameter poros (mm)
Tm = Waktu permesinan memanjang (menit)
ts = Waktu setting (menit)
tu = Waktu pengukuran (menit)
L = Panjang pemakanan (mm)
l0 = Panjang poros mula-mula (mm)
l1 = Panjang poros akhir (mm)
S = Pemakanan (mm/put)
r = Jari-jari (mm)
dc = Diameter baut (mm)
V = Tegangan (volt)
I = Arus (ampere)
Y = Jarak titik pusat beban (mm)
xiv
Daftar Tabel
Halaman Tabel 4.1. Kecepatan Pahat HSS ( mm/menit ).......................................... 49 Tabel 4.2. Kecepatan Pemakanan Pahat ( mm/rev ) .................................. 49 Tabel 4.3. Daftar Harga Komponen Mesin ................................................ 56 Tabel 4.4. Daftar Harga Komponen Cat .................................................... 58 Tabel 4.5. Daftar Harga Pengerjaan ........................................................... 58
7
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pompa gear merupakan peralatan yang tergolong penting dalam dunia
industri yang digunakan untuk memindahkan fluida cair dari satu tempat ketempat
yang lain dengan cara menaikkan tekanannya. Dalam penggunaanya semakin
lama pompa akan mengalami penurunan performance yang di pengaruhi oleh
berbagai faktor. Misalnya karena keausan pompa, penyetelan yang telah berubah
dari spesifikasinya dan kerusakan komponen-komponen pompa itu sendiri.
Agar pompa mampu bekerja secara maksimal kembali sesuai dengan
spesifikasi pompa itu sendiri dan untuk memperpanjang usia pompa maka perlu
adanya proses perawatan. Proses perawatan yang dilakukan antara lain meliputi
pengukuran putaran, tekanan, debit, arus dan tegangan serta kesumbuan poros
antara motor dan pompa. Selain itu juga perlu dilakukan perawatan dengan
membongkar pompa untuk dapat memperbaiki ataupun mengganti komponen
yang rusak. Untuk dapat melakukan proses perawatan yang mencakup hal-hal
tersebut diatas, maka diperlukan pengetahuan tentang pompa tersebut.
Pengetahuan tentang pompa dapat diperoleh melalui pengalaman kerja
dilapangan maupun praktek di laboratorium. Untuk memberikan pengetahuan
tentang pompa kepada mahasiswa, maka diperlukan sebuah alat praktikum
perawatan pompa gear.
1.2. Perumusan Masalah
Bagaimana merancang dan membuat alat perawatan pompa gear sebagai
alat praktikum perawatan dasar.
1.3. Tujuan Proyek Akhir
Tujuan dari proyek akhir ini adalah merancang dan membuat alat perawatan
pompa gear, sehingga mahasiswa dapat mengetahui komponen – komponen
8
8
secara langsung dengan membongkar pasang pompa gear, mampu menganalisa
kerusakan yang terjadi serta mampu memperbaikinya.
1.4. Manfaat Proyek Akhir
Proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut :
1. Secara Teoritis
Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam
perancangan serta membuat peralatan baru yang inovatif dari peralatan
yang telah ada.
2. Secara Praktis
Diperoleh sebuah alat perawatan pompa gear yang berguna untuk
kelangsungan praktikum perawatan selama masa perkuliahan dan melatih
keterampilan dalam bidang perancangan, pengelasan dan permesinan.
1.5. Pembatasan Masalah
Dalam penulisan laporan proyek akhir ini penulis mengambil batasan
masalah sebagai berikut :
1. Pengujian peralatan pompa gear meliputi debit, tekanan, putaran, serta
kesumbuan pompa terhadap motor.
2. Perhitungan di batasi hanya pada perhitungan efisiensi pompa, kekuatan
las serta kekuatan rangka.
3. Motor yang di gunakan adalah motor 1 fase 2 HP.
4. Pompa yang digunakan adalah pompa rotary roda gigi luar yang
termasuk jenis pompa positif displacement.
9
9
1.6. Kerangka Pemikiran
1.6.1 Diagram alur
TIDAK
YA
Membuat Proposal
Mencari Data
Analisa / Perhitungan
Menggambar Desain
Perakitan
Pembuatan Laporan
Menentukan Material
Menggambar Mesin
Membuat Komponen Membeli Komponen
Pengujian alat
Pembuatan Modul
Mulai
Selesai
10
10
Keterangan
Dari kerangka pemikiran diatas dapat kami jelaskan secara singkat bahwa
proyek akhir ini memiliki beberapa langkah dari awal sampai akhir yaitu :
1. Mulai
Proyek akhir ini adalah salah satu syarat untuk menunjang kelulusan dan
mendapatkan gelar Ahli Madya (Amd). Proyek akhir ini dimulai dengan
pengambilan mata kuliah tugas akhir yang bernilai 4 sks dan menentukan
judul dari proyek akhir.
2. Pembuatan Proposal
Pembuatan proposal adalah syarat untuk dapat melaksanakan dan
mengerjakan proyek akhir. Setelah didapat judul dari proyek akhir
kemudian diteruskan dengan pembuatan proposal.
3. Pengumpulan Data
Mencari data adalah langkah untuk mengetahui data awal yang harus
dilengkapi sehingga dapat menyelesaikan proyek akhir dengan baik.
Mencari data diawali dengan survey harga alat dan bahan yang akan
digunakan dalam membuat proyek akhir dan lain sebagainya.
4. Membuat Desain
Membuat desain adalah membuat gambaran awal bentuk dasar dari
proyek akhir dengan sketsa dari alat yang akan di buat.
5. Analisa / Perhitungan
Analisa / perhitungan dilakukan sebelum mulai pengerjaan untuk dapat
menentukan dimensi alat dari segi kekuatan keamanan, ergonomis,
efisien dan nilai estetika.
6. Menggambar Mesin
Setelah desain alat kita peroleh selanjutnya adalah menggambar alat yang
akan dibuat dalam bentuk 3D. Dengan hal tersebut akan mempermudah
dalam proses pengerjaan.
7. Menentukan Material
Penentuan material adalah pemilihan bahan dari komponen alat yang
akan dibuat yang berpengaruh terhadap keamanan dan proses pengerjaan.
11
11
8. Membeli Komponen
Pembelian komponen – komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan
alat praktikum perawatan seperti pompa, motor listik, alat ukur dan
sebagainya.
9. Membuat Komponen
Pembuatan komponen melalui proses permesinan maupun pengelasan
seperti pembubutan poros, pembuatan rangka, pembuatan dudukan dan
sebagainya.
10. Perakitan
Setelah pembuatan dan pembelian alat selesai maka dapat dilakukan
perakitan alat praktikum perawatan yang sesuai dengan perhitungan dan
gambar.
11. Pengujian alat
Beberapa pengujian alat dilakukan sehingga dapat menganalisa dan dapat
membandingkan antar pompa baru dengan pompa yang lama agar dapat
membuat modul praktikum.
12. Perbaikan Alat
Perbaikan alat ini dilakukan apabila setelah diuji ternyata masih ada
komponen dari proyek akhir yang harus diganti, dibeli maupun di buat
sendiri untuk tercapainya kesempurnaan proyek akhir.
13. Pembuatan laporan
Penyusunan laporan dari pengerjaan alat proyek akhir. Penyusunan
laporan proyek akhir dilakukan setelah alat selesai dibuat dan diuji
dengan baik.
14. Pembuatan modul
Pembuatan modul dapat dilaksanakan setelah pengujian alat dilakukan.
Pembuatan modul ini bertujuan agar praktikan dapat memahami
bagaimana cara merawat pompa pada saat melakukan praktikum
perawatan dasar.
15. Selesai
Proses pengerjaan proyek akhir dinyatakan selesai.
12
12
1.7. Sistematika Penulisan Untuk mempermudah dan memahami penulisan tugas akhir ini perlu dibuat
sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Meliputi latar belakang penulisan, perumusan masalah, tujuan
penulisan, pembatasan masalah, metodologi penelitian, dan
sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Berisi tentang teori dasar yang berhubungan dengan pompa pada
umumnya serta pompa gear pada khususnya.
BAB III ANALISA DATA PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang analisa dari data yang diperoleh dari pengujian alat
dan pembahasan untuk dapat menarik kesimpulan.
BAB IV PROSES PENGERJAAN
Berisi tentang proses pengerjaan meliputi proses permesinan,
pengelasan maupun perakitan alat perawatan pompa gear.
BAB V PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan dari hasil pengujian dan saran-saran
yang dapat mendukung pengembangan dalam penelitian
selanjutnya.
13
13
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Umum
Pompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk memindahkan zat cair
melalui saluran tertutup. Dan kemudian menghasilkan suatu tekanan untuk
mengalirkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang lain yang lebih tinggi atau
yang lebih rendah. Atas dasar kenyataan tersebut maka pompa harus mampu
membangkitkan tekanan fluida sehingga dapat mengalir atau berpindah. Fluida
yang dipindahkan adalah fluida incompresibel atau fluida yang tidak dapat
dimampatkan. Dalam kondisi tertentu pompa dapat digunakan untuk
memindahkan zat padat yang berbentuk bubukan atau tepung.
Prinsip kerja pompa adalah menghisap dan melakukan penekanan terhadap
fluida. Pada sisi hisap (suction) elemen pompa akan menurunkan tekanan dalam
ruang pompa sehingga akan terjadi perbedaan tekanan antara ruang pompa dengan
permukaan fluida yang dihisap. Akibatnya fluida akan mengalir ke ruang pompa.
Oleh elemen pompa fluida ini akan didorong atau diberikan tekanan sehingga
fluida akan mengalir ke dalam saluran tekan / buang (discharge) melalui lubang
tekan. Proses kerja ini akan berlangsung terus selama pompa beroperasi.
Untuk melakukan kerja hisap dan menekan pompa membutuhkan energi
yang berasal dari pengerak pompa. Energi mekanis dari pengerak pompa oleh
elemen pompa akan diubah menjadi energi tekan pada fluida sehingga fluida akan
memiliki daya alir. Energi dari pengerak pompa selain untuk memberi daya alir
pada fluida juga digunakan untuk melawan perbedaan energi potensial, mengatasi
hambatan dalam saluran yang diubah menjadi panas. Energi yang digunakan
untuk mengatasi hambatan dan yang diubah menjadi panas merupakan kerugian
energi bagi pompa. Dari keterangan diatas maka dapat disimpulkan fungsi pompa
adalah untuk mengubah energi mekanis dari pengerak pompa menjadi energi
tekan dalam fluida sehingga akan menjadi aliran fluida atau perpindahan fluida
melalui saluran tertutup.
14
14
Penggunaan pompa yang demikian luas dengan berbagai macam jenis dan
bentuknya, memerlukan pengetahuan yang cukup untuk merancang, membuat,
maupun memilih tipe pompa yang tepat sesuai dengan kondisi dan lingkungan
operasi yang dilayaninya. Mulai dari tujuan penggunaannya, jenis dan sifat fluida
yang dipompa, keadaan lingkungan, head dan kapasitasnya, pemilihan
penggeraknya, bahkan sampai instalasi dan perawatannya, secara umum pompa
berfungsi untuk:
1. Memindahkan fluida dari tempat yang berkedudukan rendah ke tempat yang
berkedudukan tinggi.
2. Memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain yang bertekanan lebih
tinggi.
3. Memindahkan fluida ke tempat lain dengan jarak tertentu.
4. Sirkulasi pada suatu proses di industri.
Pompa dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis seperti yang
diperlihatkan pada diagram dalam gambar 2.1 sebagai berikut
Gambar 2.1. Klasifikasi Pompa
2.1.1 Pompa dinamik
Pompa dinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut
beroperasi yaitu impeler yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan
atau kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida.
15
15
Terdapat dua jenis pompa dinamik:
1. Pompa sentrifugal merupakan pompa yang sangat umum digunakan untuk
pemompaan air dalam berbagai penggunaan industri. Biasanya lebih dari
75% pompa yang dipasang di sebuah industri adalah pompa sentrifugal.
2. Pompa dengan efek khusus terutama digunakan untuk kondisi khusus di
lokasi industri.
2.1.2 Pompa perpindahan positif
Pompa perpindahan positif dikenal dengan caranya beroperasi yaitu cairan
diambil dari salah satu ujung dan pada ujung lainnya dialirkan secara positif untuk
setiap putarannya. Pompa perpindahan positif digunakan secara luas untuk
pemompaan fluida selain air, biasanya fluida kental. Pompa perpindahan positif
selanjutnya digolongkan berdasarkan cara perpindahannya:
1. Pompa Reciprocating
Jika perpindahan dilakukan oleh maju mundurnya jarum piston.
Pompa reciprocating hanya digunakan untuk pemompaan cairan kental
dan sumur minyak.
2. Pompa Rotary
Jika perpindahan dilakukan oleh gaya putaran sebuah gir, cam atau
baling-baling dalam sebuah ruangan bersekat pada casing yang tetap.
Pompa rotary selanjutnya digolongkan sebagai gir dalam, gir luar, lobe,
dan baling-baling dorong dll. Pompa pompa tersebut digunakan untuk
layanan khusus dengan kondisi khusus yang ada dilokasi industri. Pada
seluruh pompa jenis perpindahan positif, sejumlah cairan yang sudah
ditetapkan dipompa setelah setiap putarannya.
2.2. Pompa Gear
Gear pump (pompa roda gigi) adalah pompa yang dirancang secara khusus
untuk memompa cairan dengan nilai kekentalan tertentu. Umumnya digunakan
untuk cairan seperti oli, lem, air tebu dan banyak lagi. Pompa roda gigi termasuk
jenis pompa positive displacement berarti pompa tersebut menghisap sejumlah
16
16
fluida yang terjebak yang kemudian ditekan dan dipindahkan ke arah keluaran
(outlet) dimana fluida akan mengalir melalui celah-celah roda gigi dengan dinding
rumahnya. Pompa roda gigi dapat dipasang langsung dengan kopling atau
menggunakan puli. Dimana kopling atau puli tersebut berfungsi meneruskan
putaran dari motor ke pompa, sehingga pompa dapat memindahkan fluida dengan
cara menghisap dan mengeluarkan dari satu tempat ke tempat yang lain.
Pompa roda gigi terdiri dari rumah pompa diam yang mempunyai roda gigi,
baling-baling, piston, kam (cam), segmen, sekrup, dan lain-lain, yang beroperasi
dalam ruang bebas (cleareance) yang sempit. Sebagai ganti “pelewatan” cairan
pada pompa sentrifugal, pompa roda gigi akan menghisap cairan, mendorongnya
melalui rumah pompa yang tertutup, hampir sama dengan piston pompa torak.
Akan tetapi, tidak seperti pompa piston, pompa rotari mengeluarkan cairan
dengan aliran yang lancar (smooth). Sering dianggap sebagai pompa untuk cairan
kental atau pompa rotari.
Gambar 2.2. Rotari Roda Gigi Luar
Pompa roda gigi merupakan pompa rotari yang paling sederhana. Apabila
gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap ( gambar 2.2 ) cairan akan mengisi ruang
yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling
dan ditekan keluar apabila geriginya bersatu lagi. Roda gigi itu dapat berupa gigi
heliks-ganda atau gigi lurus. Beberapa desain mempunyai lubang fluida yang
radial pada roda gigi bebas dari bagian atas dan akar gerigi sampai ke lubang
dalam roda gigi. Ini akan memungkinkan cairan melakukan jalan pintas (by-pass)
dari satu gigi ke gigi yang lainnya, yaitu menghindarkan terjadinya tekanan
17
17
berlebihan yang akan membebani bantalan secara berlebihan dan menimbulkan
kebisingan.
Terdapat dua jenis pompa gear yaitu external gear pump dan internal gear pump :
1. Pompa roda gigi-luar (External-Gear Pump)
Pompa roda gigi merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana.
Apabila gerigi roda gigi pada sisi hisap cairan akan mengisi ruangan yang ada
diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan
ditekan keluar apabila geriginya bersatu lagi. Roda gigi itu dapat berupa gigi
heliks-tunggal, heliks-ganda atau gigi lurus. Beberapa desain mempunyai
lubang fluida yang radial pada roda gigi bebas dari bagian atas dan akar gerigi
sampai ke lubang dalam roda gigi. Ini memungkinkan cairan melakukan jalan
pintas (by-pass) dari satu gigi ke gigi lainnya, yaitu menghindarkan terjadinya
tekanan berlebih yang akan membebani bantalan dan menimbulkan
kebisingan.
2. Pompa roda gigi-dalam (Internal-Gear Pump)
Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam berpasangan dengan
roda gigi-luar yang bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit
dapat digunakan untuk mencegah cairan yang kembali ke sisi pompa.
2.2.1 Karakteristik pompa roda gigi luar
Dengan mengabaikan kebocoran, pompa rotari memompakan kapasitas
yang hampir konstan pada tekanan buang yang bervariasi. Jadi kurva HQ yang
biasa hampir menggunakan garis mendatar (gambar 2.3). Perpindahan
(displacement) pompa rotari bervariasi langsung dengan kepekatannya, kecuali
kapasitas dapat dipengaruhi oleh kekentalan dan faktor-faktor lainnya. Cairan
yang kental dapat membatasi kapasitas pompa pada kepekatan yang lebih tinggi
sebab cairan tidak dapat mengalir dengan cepat ke dalam rumah pompa untuk
mengisi ruangan sepenuhnya. Slip atau kerugian kapasitas pemompaan melalui
ruang bebas antara rumah pompa elemen yang berputar, dengan menganggap
kekentalan (viskositas) konstan akan bervariasi menurut tekanan buangnya.
18
18
Misalnya, pada putaran 600 rpm dan tekanan buang 0 psi, kapasitas 108
gpm. Tetapi pada tekanan 300 psi dan pada putaran yang sama, kapasitasnya
sebesar 92 gpm. Perbedaannya, 16 gpm, adalah slip atau kerugian (gambar 2.3).
Gambar 2.3. Karakteristik Kapasitas dan Daya Kuda Pompa
Roda Gigi-Luar
Masukan daya ke pompa rotari, kurva karakteristik HQ, akan bertambah
besar dengan bertambahnya kekentalan cairan. Efisiensi akan menurun dengan
membesarnya kekentalan. Ini juga berlaku untuk kelas-kelas pompa lainnya. Akan
tetapi pompa rotari banyak dipakai untuk cairan yang kental, merupakan hal yang
penting untuk mengingat karakteristik ini.
2.2.2 Cara kerja
Pompa roda gigi menghasilkan aliran dengan mengangkat cairan diantara
dua roda gigi yang saling berhubungan / bertautan. Satu roda gigi digerakan oleh
poros yang berputar dan memutarkan idler gear. Ruang – ruang yang terbentuk
antara roda gigi – roda gigi yang berdekatan yang tertutup oleh blok pompa dan
plat samping. Sebagian vakum (ruang hampa) yang ditimbulkan inlet pompa
selama roda gigi tidak berhubungan / bertautan. Fluida mengalir mengisi ruang
pompa dan kemudian terbawa ke sekeliling sisi luar roda gigi – roda gigi. Selama
gigi – gigi bertautan lagi outlet pompa, maka menimbulkan fluida keluar. Dalam
19
19
keadaan optimal, efisiensi volume dari pompa roda gigi mampu mencapai hingga
90 %. Aliran volume boleh dikatakan tidak tergantung dari tekanan yang
dibangkitkan dalam pompa. Pada tekanan yang meningkat aliran volume memang
sedikit berkurang, karena meningkatnya rugi bocor. Ukuran kejadian ini
tergantung dari ruang main antara berbagai alat bagian dan viskositas zat cair.
Pompa roda gigi mempunyai dua buah roda gigi dengan pengigian luar. Salah satu
dari kedua poros yang dipasangi roda gigi digerakkan dan ia menggerakkan poros
dengan roda gigi yang lainnya. Ketika roda gigi sedang berputar, pada zat cair
yang masuk dapat mengalir antara gigi-gigi, oleh karena sebuah gigi dari roda
yang satu selalu membebaskan rongga gigi dari roda yang lainnya. Zat cair
tersebut dibawa dalam rongga gigi dan dikempakan terus ke luar.
Kebanyakan pompa roda gigi menurut prinsip ini mempunyai dua buah roda
gigi. Kadang-kadang terlihat pula pompa itu dengan tiga buah roda gigi atau lebih,
sedangkan poros dari roda yang ditengah sebagai penggerak. Kebanyakan pompa
bersifat mampu memancing sendiri (self-priming) dan akan dapat memompakan
gas atau air yang terjebak. Contoh penggunaan termasuk pemindahan,
pengedaran, dan pegukuran cairan-cairan yang bermacam-macam kekenta1annya,
proses kimia, makanan, pembongkaran muatan dibidang kelautan (marine),
pengisian dan pengeluaran ketangki atau dari tangki, pencegahan kebakaran,
transmisi daya hidrolik, pelumas paksa, penyemprotan cat, pendingin, mesin-
mesin perkakas, keperluan pembakaran minyak (oil burner), pemompaan minyak
gemuk, gas-gas dicairkan (propana, butana, amoniak, Freon, dan lain-lain), dan
sejumlah industri lainnya. Bi1a cairan yang temperaturnya diatas 180°F hendak
dipompakan, penggunaannya juga harus memenuhi petunjuk yang ada. Untuk
mencegah arus atau kemacetan, zat cair tidak boleh mengandung bagian-bagian
yang dapat mengauskan atau bagian yang padat.
Pompa dengan pengigian luar banyak dipergunakan sebagai pompa minyak
pelumas. Jika pompa ini harus memompa zat cair yang lain, maka zat cair itu
setidak-tidaknya memiliki sifat seperti pelumas yang baik. Pompa dengan rotor
dan roda pinion digunakan untuk memindahkan zat cair yang lebih berat, seperti
tetes sirup dan bituma. Jumlah putarannya 1ebih rendah dari pada pompa roda gigi
20
20
dengan pengigian luar dan harus disesuaikan dengan sifat zat cair tersebut. Bila
kita bandingkan dengan pompa torak (diafragma) maupun dengan pompa
sentrifugal maka pompa ini memiliki batas tekanan buang yang menengah. Untuk
mendapatkan batas tekanan buang yang tinggi kita dapat memakai jenis pompa
torak.
2.2.3 Rumus perhitungan pompa
Tekanan diperlukan untuk memompa cairan melewati sistim pada laju
tertentu. Tekanan ini harus cukup tinggi untuk mengatasi tahanan sistim, yang
juga disebut “head”.
Head = P = P g x RD x 0,999 g x ρ
Dimana,
Head = ketinggian (m)
P = tekanan pada sisi hisap (kg/m2)
Densitas oli = massa jenis oli (kg/m3)
g = gravitasi (m/s2)
Perhitungan daya pada gear pump, daya yang dihasilkan oleh poros (Pin)
adalah :
P in = T x N
dimana: T : torsi (kgm)
N : putaran (rpm)
Akibat adanya jarak antara roda gigi dengan dinding, terdapat sebagian
fluida yang meresap melewati jarak tersebut. Karena itu, jarak ini dibuat sangat
kecil yang biasanya bernilai 0,0005 in. Jarak yang kecil akan meningkatkan
tekanan yang dapat dihasilkan oleh gear pump. Sedangkan jika jarak terlalu besar
maka pompa ini akan kehilangan kemampuannya untuk menahan perbedaan
tekanan antara outler dan inlet. Daya yang dihasilkan oleh pompa dinyatakan
dalam persamaan di bawah ini :
Pout = Dp x Q
21
21
dimana : Dp : perbedaan tekanan antara outlet dan inlet (kg/m2)
Q : flowrate (m3/s)
Persamaan di atas juga dapat dinyatakan dalam bentuk efisiensi yaitu :
Efisiensi pompa = x 100 %
2.3. Cara Pengoperasian Pompa Gear
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam melaksanakan
pengoperasian pompa gear adalah :
a. Langkah persiapan.
Adapun langkah yang dilakukan dalam tahap ini adalah :
· Pengecekan secara fisik dari pompa roda gigi.
· Pengecekan motor penggerak pompa.
· Pemberian minyak pelumas pada bagian-bagian pompa yang
bergerak
b. Langkah pelaksanaan.
Adapun langkah yang dilakukan pada tahap ini adalah :
· Menghidupkan motor penggerak pompa dengan menekan tombol
start atau on.
· Pengecekan bagian-bagian pompa dari adanya kebocoran.
· Pengecekan alat ukur yang terdapat pada sistem pompa.
c. Langkah setelah pengoperasian.
Adapun langkah yang dilakukan setelah pengoperasian adalah :
· Mematikan motor penggerak pompa dengan menekan tombol stop
atau off.
· Membersihkan bagian-bagian pompa yang kotor pada saat
pengoperasian.
· Menutup kran oli yang berhubungan dengan pompa untuk mencegah
terjadinya kebocoran.
22
22
· Membersihkan dan mengembalikan kunci-kunci yang digunakan
pada tempatnya setelah melaksanakan pengoperasian.
2.4. Kopling
Kopling adalah suatu elemen dari mesin yang berguna sebagai penerus
putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan agar tidak
terjadi slip. Secara sederhana kopling berfungsi sebagai sambungan. Cara kerja
kopling ialah sederhana, shaft yang digerakan dan shaft yang menggerakan
dihubungkan pada ujung kopling, pada awalnya kedua shaft diam, saat awal shaft
penggerak mulai bekerja (berputar), terjadi hentakan di kopling, untuk meredam
hentakan ini maka digunakanlah komponen peredam di dalam kopling yang
terbuat dari karet (sering disebut dengan karet coupling).
Menurut sifat-sifatnya kopilng ini digolongkan :
1. Kopling fleksibel
2. Kopling Fluid
3. Kopling Clutch
4. kopling universal.
5. Kopling rigi
30
Kopling Fleksibel adalah sebuah kopling yang menghubungkan kedua
atau lebih poros mesin yang dikonstruksi sedemikian rupa sehingga mempunyai
fleksibilitas mampu memberikan kompensasi (meski sangat terbatas ) pada
masalah gerak radial dan axial, atau misalignment dari mesin2 yang dihubungkan.
Gambar 2.4. Fleksibel Kopling Elastomer
Dalam merencanakan kopling, ada beberapa hal yang harus
dipertimbangkan diantaranya :
1. Pemasangan yang mudah dan cepat.
2. Ringkas dan ringan.
3. Aman pada putaran tinggi, getaran, dan tumbukan yang kecil.
4. Tidak ada bagian yang menjorok (menonjol), atau sesedikit mungkin.
5. Dapat mencegah pembebanan lebih.
6. Terdapat sedikit kemungkinan gerakan aksial pada poros sekiranya terjadi
pemuaian karena panas.
2.5. Poros
Poros merupakan bagian yang berputar, dimana terpasang elemen pemindah
gaya, seperti roda gigi, bantalan dan lain-lain. Poros bisa menerima beban-beban
tarikan, lenturan, tekan atau puntiran yang bekerja sendiri-sendiri maupun
gabungan satu dengan yang lainnya. Kata poros mencakup beberapa variasi
seperti shaft atau axle (as). Shaft merupakan poros yang berputar dimana akan
menerima beban puntir, lenturan atau puntiran yang bekerja sendiri maupun
secara gabungan. Sedangkan axle (as) merupakan poros yang diam atau berputar
yang tidak menerima beban puntir (Khurmi dan Gupta, 2002).
Jenis poros yang lain (Sularso dan Suga, 1987) adalah jenis poros transmisi.
Poros ini akan mentransmisikan daya meliputi kopling, roda gigi, puli, sabuk, atau
30
30
sproket rantai dan lain-lain. Poros jenis ini memperoleh beban puntir murni atau
puntir dan lentur.
Untuk merencanakan suatu poros maka perlu memperhatikan hal-hal
sebagai berikut (Sularso dan Suga, 1987):
a. Kekuatan Poros.
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau gabungan
antara puntir dan lentur, juga ada poros yang mendapatkan beban tarik
atau tekan. Oleh karena itu, suatu poros harus direncanakan hingga cukup
kuat untuk menahan beban-beban di atas.
b. Kekakuan Poros.
Meskipun suatu poros mempunyai kekuatan cukup tetapi jika lenturan
puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian atau getaran
dan suara, karena itu disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus
diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani
poros tersebut.
c. Korosi.
Baja tahan korosi dipilih untuk poros. Bila terjadi kontak fluida yang
korosif maka perlu diadakan perlindungan terhadap poros supaya tidak
terjadi korosi yang dapat menyebabkan kekuatan poros menjadi
berkurang.
d. Bahan Poros.
Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin
dan finishing, baja konstruksi mesin yang dihasilkan dari baja yang
dideoksidasikan dengan ferrosilikon dan dicor, kadar karbon terjamin.
Meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat
mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang. Poros-
poros untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat
dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang tahan terhadap keausan.
Pertimbangan-pertimbangan yang digunakan untuk poros menggunakan
persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002):
a. Torsi
31
31
NxxPx
Tp2
60=
Keterangan :
T = Torsi maksimum yang terjadi (kg.m).
P = Daya motor (W).
N = Kecepatan putaran poros (rpm).
b. Torsi ekivalen
22 TMTe +=
Diameter poros :
3.
16
s
e
x
Txd
tp=
Keterangan :
Te = Torsi ekivalen (kg.m).
T = Torsi maksimum yang terjadi (kg.m).
M = Momen maksimum yang terjadi (kg.m).
t s = Tegangan geser maksimum yang terjadi (kg/cm2).
d = Diameter poros (cm).
c. Momen ekivalen
Me = [ ]22
21
TMM ++
Diameter poros :
332
b
e
x
Mxd
sp=
Keterangan :
Me = Momen ekivalen (kg.m).
s b = Tegangan tarik maksimum yang terjadi (kg/cm2).
2.6. Statika
Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu beban
terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut.
Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi sistem menjadi
32
32
Beban
RAH
RAV RBV
A B
suatu obyek tinjauan utama. Sedangkan dalam perhitungan kekuatan rangka,
gaya-gaya yang diperhitungkan adalah gaya luar dan gaya dalam.
2.6.1 Gaya luar
Gaya luar adalah gaya yang diakibatkan oleh beban berasal dari luar system
yang pada umumnya menciptakan kestabilan konstruksi. Gaya luar dapat berupa
gaya vertikal, horizontal dan momen puntir. Pada persamaan statis tertentu untuk
menghitung besarnya gaya yang bekerja harus memenuhi syarat dari
kesetimbangan : ΣFx = 0
ΣFy = 0
ΣM = 0
Gambar 2.5 Diagram Pembebanan Dan Gaya Bebas Statika
Kesetimbangan
2.6.2 Gaya dalam
Gaya dalam adalah gaya yang bekerja di dalam konstruksi sebagai reaksi
terhadap gaya luar.
Gaya dalam dapat dibedakan menjadi :
1. Gaya normal (Normal force) adalah gaya yang bekerja sejajar sumbu
batang.
33
33
Gambar 2.6 Tanda Gaya Normal
Perjanjian tanda :
N (-) jika sebagai gaya desak
N (+) jika sebagai gaya tarik
Rumus tegangan normal:
÷øöç
èæ= 2cmkg
ANs
Dimana:
s = tegangan tarik (kg/cm2)
N = gaya normal (kg)
A = luas penampang (cm2)
2. Gaya lintang / geser (shearing force) adalah gaya yeng bekerja tegak
lurus sumbu batang.
Gambar 2.7 Tanda Untuk Gaya Geser A.Searah Jarum Jam(+) B.Berlawanan Jarum Jam(-)
÷øöç
èæ= 2mkg
APt
Dimana:
t = tegangan tarik (kg/m2)
P = gaya normal (kg)
A = luas penampang (m2)
3. Momen lentur ( bending momen)
34
34
Gambar 2.8. Tanda Untuk Momen Lentur
A.Momen Lentur Positif B.Momen Lentur Negatif
2.6.3 Tumpuan
1. Tumpuan Rol
Tumpuan ini dapat menahan satu buah gaya pada arah tegak lurus
penumpu.
Gambar 2.9. Tumpuan Rol
2. Tumpuan Sendi
Tumpuan ini dapat menahan dua buah gaya dalam arah yang tegak lurus
terhadap sumbu sendinya.
Gambar 2.10. Tumpuan Sendi
3. Tumpuan Jepit
35
35
Tumpuan ini dapat menahan dua buah gaya dalam segala arah yang tegak
lurus dengan sumbu jepitnya dan dapat menahan momen.
Gambar 2.11 Tumpuan Jepit
2.6.4 Diagram gaya dalam
Diagram gaya dalam adalah diagram yang menggambarkan besarnya gaya
dalam yang terjadi pada suatu konstruksi. Sedang macam-macam diagram gaya
dalam itu sendiri adalah sebagai berikut (E.P.Popov, 1996) :
1. Diagram gaya normal (NFD), diagram yang menggambarkan besarnya
gaya normal yang terjadi pada suatu konstruksi.
2. Diagram gaya geser (SFD), diagram yang menggambarkan besarnya gaya
geser yang terjadi pada suatu konstruksi.
3. Diagram moment (BMD), diagram yang menggambarkan besarnya momen
lentur yang terjadi pada suatu konstruksi.
2.7. Proses Pengelasan
Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah las listrik
DC dengan pertimbangan akan mendapatkan sambungan las yang kuat. Pada
dasarnya instalasi pengelasan busur logam terdiri dari bagian–bagian penting
sebagai berikut (Kenyon, 1985):
a. Sumber daya, yang bisa berupa arus bolak balik (ac) atau arus searah
(dc).
b. Kabel timbel las dan pemegang elektroda.
c. Kabel balik las (bukan timbel hubungan ke tanah) dan penjepit.
d. Hubungan ke tanah.
Fungsi lapisan elektroda dapat diringkaskan sebagai berikut :
36
36
a. Menyediakan suatu perisai yang melindungi gas sekeliling busur api dan
logam cair.
b. Membuat busur api stabil dan mudah dikontrol.
c. Mengisi kembali setiap kekurangan yang disebabkan oksidasi elemen–
elemen tertentu dari genangan las selama pengelasan dan menjamin las
mempunyai sifat–sifat mekanis yang memuaskan.
d. Menyediakan suatu terak pelindung yang juga menurunkan kecepatan
pendinginan logam las dan dengan demikian menurunkan kerapuhan
akibat pendinginan.
e. Membantu mengontrol (bersama-sama dengan arus las) ukuran dan
frekuensi tetesan logam cair.
f. Memungkinkan dipergunakannya posisi yang berbeda.
Dalam las listrik, panas yang akan digunakan untuk mencairkan logam
diperoleh dari busur listrik yang timbul antara benda kerja yang dilas dan kawat
logam yang disebut elektroda. Elektroda ini terpasang pada pegangan atau holder
las dan didekatkan pada benda kerja hingga busur listrik terjadi. Karena busur
listrik itu, maka timbul panas dengan temperatur maksimal 3450oC yang dapat
mencairkan logam (Kenyon, 1985).
2.7.1 Sambungan las
Ada beberapa jenis sambungan las, yaitu:
1. Butt joint
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang
sama.
Gambar 2.12. Sambungan Las Butt Joint
2. Lap joint
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang
pararel.
37
37
Gambar 2.13. Sambungan Las Lap Joint
3. Edge joint
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang paparel,
tetapi sambungan las dilakukan pada ujungnya.
Gambar 2.14. Sambungan Las Edge Joint
4. T- joint
Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu sama lain.
Gambar 2.15. Sambungan Las T- Joint
2.7.2 Memilih besarnya arus
Besarnya arus listrik untuk pengelasan tergantung pada diameter elektroda
dan jenis elektroda. Tipe atau jenis elektroda tersebut misalnya: E 6010, huruf E
tersebut singkatan dari elektroda, 60 menyatakan kekuatan tarik terendah
setelah dilaskan adalah 60.000 kg/mm2, angka 1 menyatakan posisi pengelasan
38
38
segala posisi dan angka 0 untuk pengelasan datar dan horisontal. Angka keempat
adalah menyatakan jenis selaput elektroda dan jenis arus (Kenyon, 1985)
Besar arus listrik harus sesuai dengan elektroda, bila arus listrik terlalu kecil,
maka:
1. Pengelasan sukar dilaksanakan.
2. Busur listrik tidak stabil.
3. Panas yang terjadi tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda
kerja.
4. Hasil pengelasan atau rigi-rigi las tidak rata dan penetrasi kurang dalam.
Apabila arus terlalu besar maka:
1. Elektroda mencair terlalu cepat.
2. Hasil pengelasan atau rigi-rigi las menjadi lebih besar permukaannya dan
penetrasi terlalu dalam.
2.7.3 Rumus yang digunakan dalam perhitungan las
(Sumber Khurmi dan Gupta, 2002)
1. Menentukan luas penampang las
2. ....................................................................................................Teg
angan geser las
3. ....................................................................................................Mo
men lentur las
4. ....................................................................................................Sect
ion modulus
5. ....................................................................................................Teg
angan lentur
39
39
6. ....................................................................................................Teg
angan geser maksimal
Dimana:
A : luas pengelasan (mm2)
τ : tegangan geser (N/mm2)
Z : seksion modulus (mm3)
P : beban (N)
: tegangan lentur (N/mm2)
s : lebar gerigi las (mm)
t : tebal gerigi las (mm)
b : tinggi dalam hollow (mm)
l : lebar luar hollow (mm)
e : jarak las dengan beban (mm)
2.8. Proses Permesinan
Proses permesinan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan
elemen-elemen mesin, yang meliputi proses kerja mesin dan waktu pemasangan.
Pada umumnya mesin-mesin perkakas mempunyai bagian utama sebagai berikut
(Scharkus dan Jutz, 1996):
a. Motor penggerak (sumber tenaga).
b. Kotak transmisi (roda-roda gigi pengatur putaran).
c. Pemegang benda kerja.
d. Pemegang pahat/alat potong.
Macam-macam gerak yang terdapat pada mesin perkakas sebagai berikut
(Scharkus dan Jutz, 1996) :
a. Gerak utama (gerak pengirisan).
Adalah gerak yang menyebabkan mengirisnya alat pengiris pada benda
kerja. Gerak utama dapat dibagi :
40
40
1) Gerak utama berputar
Misalnya pada mesin bubut, mesin frais, dan mesin drill.
Mesin perkakas dengan gerak utama berputar biasanya mempunyai
gerak pemakanan yang kontinyu.
2) Gerak utama lurus
Misalnya pada mesin sekrap.
Mesin perkakas dengan gerak utama lurus biasanya mempunyai gerak
pemakanan yang periodik.
b. Gerak pemakanan.
Gerak yang memindahkan benda kerja atau pahat tegak lurus pada gerak
utama.
c. Gerak penyetelan. Menyetel atau mengatur tebal tipisnya pemakanan, mengatur dalamnya pahat masuk dalam benda kerja.
Adapun macam-macam mesin perkakas yang digunakan antar lain:
a. Mesin bubut
Prinsip kerja mesin mesin bubut adalah benda kerja yang berputar dan
pahat yang menyayat baik memanjang maupun melintang. Benda kerja
yang dapat dikerjakan pada mesin bubut adalah benda kerja yang silindris,
sedangkan macam-macam pekerjaan yang dapat dikerjakan dengan mesin
ini adalah antara lain (Scharkus dan Jutz, 1996):
a) Pembubutan memanjang dan melintang
b) Pengeboran
c) Pembubutan dalam atau memperbesar lubang
d) Membubut ulir luar dan dalam
Perhitungan waktu kerja mesin bubut adalah:
1. Kecepatan pemotongan (v).
V= π.D.N
dimana :
D = Diameter banda kerja (mm).
N = Kecepatan putaran (rpm).
2. Pemakanan memanjang
41
41
waktu permesinan pada pemakanan memenjang adalah :
n = d
v
.
1000.
p
Tm = nS
L
r .
Dimana :
Tm = Waktu permesinan memanjang (menit)
L = Panjang pemakanan (mm)
S = Pemakanan (mm/put)
N = Putaran mesin (rpm)
d = Diameter benda kerja (mm)
v = Kecepatan pemakanan (m/menit)
3. Pada pembubutan melintang
waktu permesinan yang dibutuhkan pada waktu pembubutan melitang
adalah :
Tm = nS
r
r.
Dimana :
r = Jari-jari bahan (mm)
b. Mesin Bor
Mesin bor digunakan untuk membuat lubang (driling) serta
memperbesar lubang (boring) pada benda kerja. Jenis mesin bor adalah
sebagai berikut (Scharkus dan Jutz, 1996):
a) Mesin bor tembak
b) Mesin bor vertikal
c) Mesin bor horisontal
Pahat bor memiliki dua sisi potong, proses pemotongan dilakukan
dengan cara berputar. Putaran tersebut dapat disesuaikan atau diatur
sesuai dengan bahan pahat bor dan bahan benda kerja yang dibor.
42
42
Gerakan pemakanan pahat bor terhadap benda kerja dilakukan dengan
menurunkan pahat hingga menyayat benda kerja.
2.9. Pemilihan Mur dan Baut
Pemilihan mur dan baut merupakan pengikat yang sangat penting. Untuk
mencegah kecelakaan, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur
sebagai alat pengikat harus dilakukan secara teliti dan direncanakan dengan
matang di lapangan. Tegangan maksium pada baut dihitung dengan persamaan di
bawah ini (Khurmi dan Gupta, 1980):
σ maks = AF
4
2dx
F
p
Dimana :
σ maks : Tegangan tarik maksimum (N/mm2)
F : Beban yang diterima (N)
A : Luas baut (mm2)
Bila tegangan yang terjadi lebih kecil dari tegangan geser dan tarik bahan,
maka penggunaan mur-baut aman. Baut berbentuk panjang bulat berulir,
mempunyai fungsi antara lain (Khurmi dan Gupta, 2002):
1. Sebagai pengikat
Baut sebagai pengikat dan pemasang yang banyak digunakan ialah ulir
profil segitiga (dengan pengencangan searah putaran jarum jam). Baut
pemasangan untuk bagian-bagian yang berputar dibuat ulir berlawanan
dengan arah putaran dari bagian yang berputar, sehingga tidak akan
terlepas pada saat berputar.
2. Sebagai pemindah tenaga
Contoh ulir sebagian pemindah tenaga adalah dongkrak ulir, transportir
mesin bubut, berbagai alat pengendali pada mesin-mesin. Batang ulir
seperti ini disebut ulir tenaga (power screw).
Tegangan geser maksimum pada baut
tmax = nxdcx
F
2
4p
43
43
Dimana :
tmax = Tegangan geser maksimum (N/mm2)
F = Beban yang diterima (N)
dc = Diameter baut (mm)
r = Jari-jari baut (mm)
n = Jumlah baut
44
44
BAB III
DATA DAN ANALISA
Gambar 3.1 Sketsa Alat Perawatan Pompa Gear
Keterangan Gambar :
1. Panel Box
2. Motor Listrik 1 fase
3. Kopel
4. Poros
5. Pompa Gear
6. Pressure Gauge
7. Selang
8. Meja
9. Bak Penampung
48
3.1 Perhitungan Poros
Bahan poros yang digunakan ST-42, diketahui tegangan ijin ( =250
, lampiran 1). Putaran mesin 1440 rpm, dan diameter poros 20 mm daya
yang ditransmisikan pompa 1,5 x 746 = 1119 watt, sudut tekan roda gigi (α =
, lampiran 7).
Torsi yang ditransmisikan poros :
T = =
=
= 7,42 Nm
= 7420 Nmm
Tegangan geser yang terjadi pada poros :
Maka : T =
7420 =
τ =
τ =
τijin = 250 ( lampiran 1 )
τporos =
49
49
Karena τporos < τijin, maka poros AMAN.
Diketahui :
Gambar 3.2 Sketsa Tumpuan Roda Gigi Pompa
Gaya tangensial pada roda gigi,
Ft =
= = 212 N Beban normal yang bekerja pada gerigi roda gigi,
W =
= = 218,97 N Karena roda gigi berada ditengah poros, maka bending moment maksimum berada di senter roda gigi,
M =
= = 5,91 Nm Torsi ekivalen,
Te =
= = 9,49 Nm Berdasarkan teori tegangan normal maksimum, bending moment ekivalen,
Me = . [M ]= . M + Te
= . 5,91 + 9,49 = 12,42 Nm
Diagaram bending moment pada poros
50
50
Gambar 3.3 Diagram Momen Lentur Roda Gigi
3.2 Rangka
Data berat komponen
Motor listrik (beserta dudukan) : 45 kg x 9,81 = 441,45 N
Pompa gear (poros dan couple) : 15 kg x 9,81 = 147,15 N
Tangki (beserta oli) : 20 kg x 9,81 = 196,20 N
Berdasarkan ilmu statika yang di peroleh dari bangku kuliah, beban pada
rangka di asumsikan beban statis tertentu.
Sketsa pembebanan pada rangka
Gambar 3.4 Sketsa Pembebanan Rangka
Batang (C – D)
51
51
Gambar 3.5 Reaksi Gaya Luar Batang C-D
Reaksi Gaya Luar
∑Fx = 0 RCH = 0
∑Fy = 0 RCV + RDV = 441,45 N
∑Mc = 0 RDV x 0,5 – 441,45 x 0,15 = 0
RDV = = 132,44 N
RCV = 441,5 – 132,4 = 309,01 N
Reaksi Gaya Dalam Batang (C - D)
Gambar 3.6 Reaksi Gaya Dalam Batang C-D
Potongan (x – x) kiri
Gambar 3.7 Potongan kiri (x-x) batang C-D
0 ≤ X ≤ 0,15
Nx = 0 Vx = 309,01 Mx = 309,01 . x
52
52
Titik C (x = 0)
NC = 0 N VC = 309,01 N MC = 0 Nm Titik G (x = 0,15)
NG = 0 N VG = 309,01 N MG = 309,01 x 0,15
= 46,35 Nm
Potongan (y – y) kiri
Gambar 3.8 Potongan kiri (y-y) batang C-D
0,15 ≤ X ≤ 0,5
Nx = 0 Vx = 309,01- 441,45
= -132,44 N Mx = 309,01 . x – 441,45 (x-0,15)
Titik G (x = 0,15)
NG = 0 N
VG = -132,44 N
MG = 309,01 . (0,15) – 441,45 (0,15- 0,15)
= 46,35 Nm
Titik D (x = 0,5)
ND = 0 N
VD = -132,44 N
MD = 309,01 . (0,5) – 441,45 (0,5 - 0,15)
= 0 Nm
53
53
Gambar 3.9 Diagram Gaya Normal, Gaya Geser, Dan Momen Lentur
Batang C-D
Batang (D – E)
Gambar 3.10 Reaksi Gaya Luar Batang D-E
Reaksi Gaya Luar
∑Fx = 0 REH = 0
∑Fy = 0 RDV + REV = 147,15
∑Md = 0 REV x 0,5 = 147,15 x 0,35
REV = =103,01 N
RDV = 147,15 – 103,01 = 44,14 N
54
54
Reaksi Gaya Dalam Batang (D – E)
Gambar 3.11 Reaksi Gaya Dalam Batang D-E
Potongan (x-x) kiri
Gambar 3.12 Potongan kiri (x-x) batang D-E
0 ≤ x ≤ 0,35
Nx = 0 Vx = 44,14 Mx = 44,14 . x
Titik D (x = 0)
ND = 0 N VD = 44,14 N MD = 0 Nm
Titik H (x = 0,35)
NH = 0 N VH = 44,14 N MH = 44,14 x 0,35 = 15,45 Nm
Potongan (y-y) kiri
55
55
Gambar 3.13 Potongan kiri (y-y) batang D-E
0,35 ≤ x ≤ 0,5
Nx = 0 Vx = 44,14 – 147,17 = - 103,01 Mx = 44,14 . x – 147,15 (x – 0,35)
Titik H (x = 0,35)
NH = 0 N
VH = -103,01 N
MH = 44,14 . 0,35 - 147,15 (0,35 - 0,35) = 15,45 Nm
Titik E (x = 0,5)
NE = 0 N
VE = -103,01 N ME = 44,14 . 0,35 - 147,15 (0,5 - 0,35) = 0 Nm
56
56
Gambar 3.14 Diagram Gaya Normal, Gaya Geser, Dan Momen Lentur Batang D-E
Reaksi Gaya Luar
Batang A - B
Gambar 3.15 Reaksi Gaya Luar Batang A-B
∑Fx = 0 RAH = 0 ∑Fy = 0 RAV + RBV = 309,01 + 176,58 + 103,01 +196,20
57
57
RAV + RBV = 784,80 RAV = 784,80 - RBV
∑MA = 0 RBV x 1 = 176,58 x 0,5 +196,20 x (0,5 + ) + 103,01 x 1 RBV = 88,29 + 147,15 +103,01 = 338,45 N RAV = 784,80 – 338.45
= 446,35 N
Reaksi Gaya Dalam
Batang A - B
Gambar 3.16 Reaksi Gaya Dalam Batang A-B
Potongan (x - x) kiri
Gambar 3.17 Potongan kiri (x-x) batang A-B
0 ≤ x ≤ 0,5
Nx = 0
Vx = 446,35 – 309,01
58
58
= 137,34
Mx = 446,35 . x – 301,01 . x
Titik A (x = 0)
NA = 0 N
VA = 137,34 N
MA = 446,35 . 0 – 301,01 . 0
= 0 Nm
Titik F (x = 0,5)
NF =0 N
VF =137,34 N
MF =446,35 . 0,5 – 301,01 . 0.5
=68,67 Nm
Potongan (y - y) kiri
Gambar 3.18 Potongan kiri (y-y) batang A-B
0,5 ≤ x ≤ 0,75
Nx = 0 N
Vx = 446,35 – 309,01 – 176,58
= -39,24
Mx = 446,35 . x -309,01 . x – 176,58(x - 0,5)
Titik F (x = 0,5)
NF = 0 N
VF = -39,24 N
59
59
MF = 446,35 . 0,5 -309,01 . 0,5 – 176,58(0,5 - 0,5)
= 68,67 Nm
Titik I (x = 0,75)
NI = 0 N
VI = -39,24 N
MI = 446,35 . 0,75 -309,01 . 0,75 – 176,58(0,75 - 0,5)
= 58,86 Nm
Potongan (z - z) kiri
Gambar 3.19 Potongan kiri (z-z) batang A-B
0,75 ≤ x ≤ 1
Nx = 0
Vx = 446,35 – 309,01 -176,58 – 392,40 0,5
= -235,44
Mx = 446,35 . x – 309,01 . x -176,58(x - 0,5) – 196,20(x - 0,75)
Titik I (x = 0,75)
NI = 0 N
VI = -235,44 N
60
60
MI = 446,35 . 0,75 – 309,01 . 0,75 -176,58(0,75 - 0,5) – 196,20(0,75 - 0,75)
= 58,86 Nm
Titik B (x = 1)
NB = 0 N
VB = -235,44 N
MB = 446,35 . 1 – 309,01 . 1 -176,58(1 - 0,5) – 196,20(1 - 0,75)
= 0 Nm
Gambar 3.20 Diagram Gaya Normal, Gaya Geser, Dan Momen Lentur
Batang A-B
61
61
Dari analisa di atas dapat di ketahui momen terbesar pada rangka terjadi pada titik
F yaitu sebesar 68,67 Nm.
Tegangan maksimum rangka
Gambar 3.21 Penampang Besi Hollow
Penampang utuh
A1 = 30 x 60 = 1800 mm2
Y1 = 60/2 = 30 mm (dari bawah)
Penampang rongga
A2 = 26 x 56 = 1456 mm2
Y2 = 56/2 + 2 = 30 mm (dari bawah)
Penampang komplek
Y = =
= 30 mm (dari bawah)
62
62
Momen Inersia
Iz = Io + Ad2 dimana,
IO =
Io = mm
Io = 5400121
mm
Io = 4500 mm
Luas penampang baja hollow
A = t ( 2b + 2h )
= 3 mm (2.60 + 2. 30 ) mm
= 540 m
d =
d = 15 mm
d2 = 225 m
Iz = Io + Ad2
= 4500 – (540 mm2 x 225 m )
` = 126000 mm4
Ditinjau dari tegangan tarik:
Jadi karena tegangan akibat beban ( ) < dari tegangan ijin
bahan (lampiran 1) maka desain AMAN.
63
63
Perhitungan kekuatan sambungan las
Gambar 3.22 Sketsa Pengelasan Rangka
Diketahui:
Jenis elektroda : E6013
Tegangan tarik ijin (σ) = 47,1 kg/mm2 = 462, 05 N /mm2 ( Lampiran 3)
Tegangan geser ijin (τ) = = =
: 441,45 N (Beban motor)
: 30 mm
: 60 mm – 2 x Tebal hollow = 54 mm
: 150 mm
: 2 mm
7. Menentukan luas penampang las
8. ....................................................................................................Teg
angan geser las
64
64
9. ......................................................................................................Mo
men lentur las
10. ..................................................................................................Sect
ion modulus
11. ....................................................................................................Teg
angan lentur
12. ..................................................................................................Teg
angan geser maksimal
Jadi karena tegangan geser las akibat beban ( ) < dari tegangan
geser ijin elektroda setelah pengelasan maka desain AMAN.
65
65
BAB IV
PROSES PRODUKSI
4.1. Pembuatan Poros
Dari perencanaan poros gear pump memiliki panjang (L0) = 400 mm,
diameter (d0) sebesar 35 mm, dan Bahan dari jenis baja ST- 42.
d0 d1
L1
L0
Gambar 4.1. Poros pompa gear
Pengerjaan poros sepanjang (L0) = 400 mm diameter (d0) = 35 mm bahan
poros ST-42. Bahan dibubut dari diameter mula – mula (d0) = 35 mm, menjadi
diameter (d1) = 20 mm dengan panjang (L1) = 380 mm.
Proses kerja setelah dilakukan persiapan di atas adalah sebagai berikut.
Bahan yang dipergunakan sebagai poros adalah baja ST-42 dengan kekuatan tarik
sebesar 250 N/mm2. Poros dibubut dengan mesin bubut. Kecepatan pemakanan
disesuaikan dengan benda kerja. Beberapa hal yang perlu dipersiapkan dalam
proses pembubutan adalah :
1. Alat ukur seperti jangka sorong.
2. Dial indicator untuk menentukan titik pusat.
3. Pahat yang digunakan adalah pahat HSS untuk baja dengan kecepatan
tinggi.
4. Kunci–kunci untuk penyetelan chuck dan pahat.
5. Penitik.
6. Center drill.
7. Gerinda untuk mengasah pahat.
66
66
Tabel 4.1. Kecepatan Pahat HSS (mm/menit)
Bahan benda kerja Bubut kasar Bubut halus Bubut ulir
Baja mesin 27 30 11
Baja perkakas 21 27 9
Besi tuang 18 24 8
Perunggu 27 30 8
Alumunium 61 93 18
( Mesin perkakas pemotongan logam, Eko Marsyahyo.2003, Banyu Media
Malang )
Tabel 4.2. Kecepatan Pemakanan Pahat (mm/rev)
Bahan benda kerja Bubut kasar Bubut halus
Baja mesin 0,25 – 0,50 0,07 – 0,25
Besi tuang 0,25 – 0,50 0,07 – 0,25
Baja perkakas 0,40 – 0,65 0,13 – 0,30
Perunggu 0,40 – 0,65 0,07 – 0,25
Langkah-langkah pembubutan:
1. Proses pertama yakni pemasangan pahat, pahat dipasang secara benar
dengan pengaturan letak ketinggian supaya center dengan bantuan kepala
lepas pada bagian mesin bubut.
2. Pemasangan bahan poros pada chuck kepala tetap, dengan bantuan dial
indicator kita dapat menentukan letak center yang tepat pada benda kerja,
dibuat lubang kecil pada center sebagai pegangan kepala lepas.
3. Membubut benda kerja sampai ukuran yang diinginkan.
4. Setelah itu benda kerja yang sudah jadi dilepas.
4.2. Waktu Permesinan
Bahan poros dari ST-42
(d0) = 35 mm
(d1) = 20 mm
67
67
(Lo) = 400 mm
(L1) = 380 mm
Vc = 21 m/menit (lampiran 4)
Sr = 0,25 mm/put (lampiran 4)
Putaran permesinan yang digunakan :
n = 1.
1000.d
Vcp
= 20.000.21
p
= 334,39 rpm
Putaran yang tersedia pada mesin
Hight 1255 200 755 460
Low 190 300 115 50
Putaran yang digunakan adalah 300 rpm
Pembubutan muka
a. Waktu pembubutan muka :
Tm = nxSrIxL
dimana : t = 1 mm
I = t
LL 10 -
I = 1
380400 -
I = 20 kali pemakanan
Tm = 30025,0
2020
x
x
= 5,33 menit
Waktu setting (ts) = 5 menit
Waktu pengukuran (tu) = 5 menit
Waktu total = Tm + ts + tu
= 5,33 + 5 + 5
68
68
= 15,33 menit
b. Pembubutan memanjang
Pemakanan dari (L0) ø 35 x 400 mm menjadi (L1) ø 20 x 380 mm
Tm = nxSrIxL
dimana: t = 1 mm
I = t
dd
.210 -
I = 1.22035 -
= 8 kali pemakanan
Tm1 = 30025,0
8 380
x
x
= 40,53 menit
Waktu setting (ts) = 15 menit
Waktu pengukuran (tu) = 5 menit
Waktu total = Tm + ts + tu
= 40,53+ 15 + 5
= 60,53 menit
Total waktu pembubutan keseluruhan :
= 15,33 + 60,53
= 75,86 menit
Biaya pembubutan perjam adalah Rp. 43.500 sehingga biaya pembubutan yang
dikeluarkan :
Dibulatkan menjadi Rp. 55.000,00
4.3 Membuat Rangka
4.3.1 Proses pemotongan besi hollow
Gambar 4.2. Konstruksi rangka
Bahan yang digunakan adalah :
Besi hollow ( 60x30x2 )mm
Langkah pengerjaan :
1) Memotong besi hollow 60x30x2 sepanjang 75 cm sebanyak 4 buah (untuk
kaki meja)
2) Memotong besi hollow 60x30x2 sepanjang 94 cm sebanyak 4 buah (untuk
rangka panjang)
3) Memotong besi hollow 60x30x2
sepanjang 55 cm sebanyak 2 buah (untuk rangka lebar atas)
4) Memotong besi hollow 60x30x2 sepanjang 43 cm sebanyak 2 buah (Untuk
rangka lebar bawah)
5) Memotong besi hollow 60x30x2 sepanjang 43 cm sebanyak 2 buah (untuk
rangka laci)
6) Memotong besi hollow 60x30x2 sepanjang 43 cm sebanyak 1 buah (untuk
rangka sekat tengah meja)
7) Memotong besi hollow 60x30x2 sepanjang 43 cm sebanyak 2 buah (untuk
rangka bak oli)
4.3.2 Proses pengelasan
Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah las
listrik dengan mempertimbangkan akan mendapatkan sambungan las yang kuat.
Dalam las listrik panas yang digunakan untuk mencairkan logam diperoleh dari
busur listrik yang timbul antara benda kerja yang dilas dengan kawat logam yang
disebut elektroda. Elektroda ini terpasang pada pegangan atau holder las dan
didekatkan pada benda kerja hingga busur listrik terjadi atau timbul panas antara
ujung elektroda dan benda kerja yang dapat mencairkan logam.
1. Mengatur busur listrik
Pada pesawat las AC busur dinyalakan dengan menggoreskan elektroda
pada benda kerja, sedang pada pesawat las DC busur dinyalakan dengan
cara menyentuhkan elektroda dari atas ke bawah pada benda kerja. Agar
hasil yang baik maka harus diatur panjang busur las. Bila diameter
elektroda = d dan panjang busur, yaitu jarak elektroda dengan benda
kerja = L, maka pengelasan harus diatur supaya L – d sehingga diperoleh
alur rigi-rigi yang baik dan halus. Bila L > d, maka alur rigi-rigi las kasar,
penetrasi dangkal dan percikan kerak keluar dari jalur las. Dan bila L < d,
maka biasanya tejadi pembekuan pada ujung elektroda dan banda kerja,
alur rigi tidak merata, penetrasi kurang dan percikan kerak kasar dan
berbentuk bola.
2. Mengatur gerak elektroda
Gerak elektoda dapat diatur sebagai berikut :
a. Gerak ayunan turun sepanjang sumbu elektroda.
Gerak ayunan turun sepanjang sumbu elektroda digunakan untuk
mengatur jarak busur las ke benda kerja supaya panjang busur las
sama dengan diameter elektroda.
b. Gerak ayunan dari elektroda untuk mengatur kampuh las.
Gerakan ayunan elektroda dilakukan untuk mengatur lebar las yang
dikehandaki atau kampuh las.
Langkah pengerjaan dalam proses pengelasan yaitu :
a. Memotong 45o pada ujung besi hollow untuk siku sudut meja.
b. Membersihkan bagian besi hollow yang akan di las dengan sikat baja.
c. Menyalakan las listrik dan mengatur kuat arus serta tegangannya
d. Mengelas titik pada ujung besi hollow sebelum dilas.
e. Menyiku antara permukaan yang akan dilas agar tegak lurus.
f. Mengelas rangka
g. Membersihkan hasil pengelasan
4.3.3 Proses pengerjaan plat besi 1 mm (120x240) mm
4.3.3.1 Proses pemotongan plat
a. Memotong plat dengan ukuran 55x45.5 cm sebanyak 2 (untuk plat
belakang meja)
b. Memotong plat dengan ukuan 45x59 cm sebanyak 3 lembar (untuk tutup
samping dan sekat tengah meja)
c. Memotong plat dengan ukuran 45x59 cm sebanyak 1 lembar (untuk tutup
bawah meja)
d. Memotong plat dengan ukuran 57x14 cm sebanyak 1 lembar (untuk tutup
laci belakang)
e. Memotong plat dengan ukuan 57x65 cm sebanyak 1 lembar (untuk laci
meja)
f. Memotong plat dengan ukuan 59x60 cm sebanyak 1 lembar (untuk pintu
almari meja)
4.3.3.2 Proses penekukan plat
Dalam langkah proses penekukan plat meliputi :
a. Menggambar bukaan yang akan ditekuk pada plat dengan penggores
b. Menggunting dan memotong tiap sudut plat agar dapat ditekuk
c. Memasukkan plat pada bibir penekuk plat
d. Menjepit dan mengencangkan penjepit plat
e. Menarik tuas penekuk hingga tegak lurus sehingga digasilkan tekukan
plat yang diinginkan
4.3.4 Proses pemasangan plat
a. Melakukan penyesuaikan kedudukan antara posisi plat dengan rangka
b. Melakukan pelubangan antara plat dan rangka menggunakan bor tangan
c. Melakukan penyambungan keling (rivet) dengan mesin keling
4.3.5 Proses pengecatan
Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan yaitu :
a. Membersihkan seluruh permukaan benda dengan amplas dan air untuk
menghilangkan korosi.
b. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan benda luar dan
dalam benar-benar bersih dari korosi.
c. Memberikan cat dasar ke seluruh bagian yang akan dicat.
d. Mengamplas kembali permukaan yang telah diberi cat dasar sampai
benar-benar halus dan rata.
e. Melakukan pengecatan warna.
4.4 Perakitan
Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan
pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk
menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung dari
satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi perakitan mesin yang
siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan.
Sebelum melakukan perakitan hendaknya memperhatikan beberapa hal sebagai
berikut :
1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan
telah siap ukuran sesuai perencanaan.
2. Komponen-komponen standart siap pakai ataupun dipasangkan.
3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara
pemasangannya.
4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing
komponen yang tersedia.
5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan.
Komponen- komponen dari mesin ini adalah :
1. Rangka
2. Papan kayu
3. Motor listrik
4. Pompa Gear
5. Poros
6. Dudukan motor dan pompa
7. Coupling flexible
Langkah-langkah perakitan :
a. Menyiapkan papan kayu di atas rangka
b. Memasang rel atau dudukan motor dan pompa gear
c. Memasang pompa gear pada dudukan
d. Memasang motor pada dudukannya
e. Merangkai motor dengan pompa gear yang dihubungkan oleh poros dan
flexible coupling
f. Mengencangkan pengunci (mur-baut) pada pompa gear dan motor pada
dudukannya
g. Memasang rangkaian pipa dan alat ukur pada inlet dan outlet pompa
h. Menyetel kesumbuan poros antara motor dengan pompa menggunakan
alat dial indikator
i. Siap melakukan test pengujian alat
4.5 Estimasi Biaya
Tabel 4.3. Daftar harga komponen mesin
No Nama Barang Jumlah Harga Barang Total 1 Ball valve kits 1'' 1 Rp. 60.000 Rp. 60.000 2 Dobel nopel besi 1'' 2 Rp. 6.000 Rp. 12.000 3 Baut 10x30 4 Rp. 900 Rp. 3.200 4 Baut 10X45 4 Rp. 1.100 Rp. 4.400
5 Seal Tape 2 Rp. 1.500 Rp. 3.000 6 Baut Plat M16 4 Rp. 375 Rp. 1.500 7 Mur NC 5/8 2 Rp. 750 Rp. 1.500 8 Mur 4x20 2 Rp. 150 Rp. 300 9 Mur 3x20 8 Rp. 200 Rp. 1.600 10 Baut 10x45 6 Rp. 1.100 Rp. 6.600 11 Rol Kacles 2 Rp. 1.500 Rp. 3.000 12 Baut 10x120 8 Rp. 1.750 Rp. 14.000 13 Ring 16 Rp. 200 Rp. 3.200 14 Amplas "600" 2 Rp. 1.750 Rp. 3.500 15 Tarikan Pintu 1 Rp. 2.500 Rp. 2.500 16 Skun Garpu 1,25 10 Rp. 250 Rp. 2.500 17 Kabel NYM 2x2,5 2 m Rp. 7.900 Rp. 15.800 18 Lampu Pilot 2 Rp. 2.000 Rp. 4.000 19 Skun Ring 1,25 10 Rp. 250 Rp. 2.500 20 Saklar BS HY 1 Rp. 45.000 Rp. 45.000 21 Ampere Meter 1 Rp. 34.500 Rp. 34.500 22 Volt Meter 1 Rp. 34.000 Rp. 34.000 23 Kabel NYY 2X2,5 2,5 m Rp. 7.900 Rp. 19.750 24 Kabel NYAF 2X5 2 m Rp. 3.400 Rp. 6.800 25 Klem "9" 1 Rp. 4.000 Rp. 4.000 26 Baut 10x40 16 Rp. 900 Rp. 14.400 27 Baut 10x70 8 Rp. 1.200 Rp. 9.600 28 Doble Nepel 1" 4 Rp. 6.000 Rp. 24.000 29 Sok 1" 1 Rp. 6.000 Rp. 6.000 30 V Tee 1"x1/2 1 Rp. 15.000 Rp. 15.000 31 Knei 1" 2 Rp. 9.000 Rp. 18.000 32 Nepel Kuningan 2 Rp. 22.500 Rp. 45.000 33 Pressure Gauge 1 Rp. 40.000 Rp. 40.000 34 Selang Tebal 1 ,5 m Rp. 10.000 Rp. 15.000 35 Klem Selang 2 Rp. 3.500 Rp. 7.000 36 Pipa Besi 1,5 m Rp. 10.000 Rp. 15.000 37 Besi AS 3 kg Rp. 15.000 Rp. 45.000 38 Besi Profil "U" 9 kg Rp. 11.000 Rp. 100.000 39 Flexible Coupling 1 Rp. 85.000 Rp. 85.000 40 Paku Rivet 50 Rp. 75 Rp. 3.750 41 Engsel Viola 1 Rp. 5.000 Rp. 5.000 42 Rel Laci 1 Rp. 15.000 Rp. 15.000 43 Gear Pump 2 Rp. 525.000 Rp. 1.050.000 44 Pressure gage negative 1 Rp. 125.000 Rp. 125.000 45 Waterpast 1 Rp. 30.000 Rp. 30.000 46 Slide Guide Seb13-245 1 Rp. 620.000 Rp. 620.000 47 Motor 1 phase 2hp 1 Rp.1.475.000 Rp. 1.475.000
Jumlah Rp. 4.069.000,00
Tabel 4.4. Daftar Harga Komponen Cat
No Komponen Jml Harga Total harga
1 Amplas 1000 10 Rp. 2.500/lembar Rp. 25.000
2 Amplas 400 10 Rp. 2.500/lembar Rp. 25.000
3 Thiner ND 3 Rp.12.500/liter Rp. 37.500
4 Dempul merk SanPolac 1 Rp.25.000/kaleng Rp. 25.000
5 Cat dasar 1 Rp.30.000/kaleng Rp. 30.000
6 Cat Fitalit 1 Rp. 45.000/kaleng Rp. 45.000
Jumlah Rp.187.500,00
Tabel 4.4. Daftar harga pengerjaan
Biaya Jenis pengerjaan
Pemotongan Rp. 85.000
Pengelasan Rp. 140.000
Penekukan Plat Rp. 150.000
Pengecatan Rp. 60.000
Perakitan Rp. 75.000
Pembubutan Rp. 55.000
Pembuatan ulir preasure gage Rp. 25.000
Jumlah Rp. 590.000,00
Biaya total pembuatan alat praktikum perwatan pompa gear :
Biaya komponen mesin Rp. 4.069.000,00
Biaya komponen cat Rp. 187.500,00
Biaya pengerjaan Rp. 590.000,00 +
Total Rp 4.846.500,00
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari pembuatan alat praktikum perawatan pompa gear dapat
disimpulkan sebagai berikut :
1. Di hasilkan sebuah alat praktikum perawatan pompa gear dengan kapasitas
pompa 60 liter / menit.
2. Poros yang di gunakan dengan bahan ST 42. Diameter poros 20 mm
untuk mentransmisikan daya 1119 watt. Dinyatakan aman karena τporos
(4,72 N/mm2) < τijin (250 N/mm2).
3. Kekuatan las di nyatakan aman karena τijin (231,03 N/mm2) >
τmaksimum (3,8 N/mm2 ).
4. Dengan adanya alat ini dapat dilakukan pembongkaran dan pemasangan
dari pompa, untuk mengetahui secara langsung komponen pompa gear.
5. Total biaya untuk pembuatan 1 unit mesin ini adalah Rp. 4.846.500,00
5.2. Saran
- Penambahan unit peralatan las, serta alat penekukan plat untuk
memperlancar proses produksi.
- Pemberian waktu khusus pemakaian bengkel dalam pengerjaan untuk
mempercepat proses pembuatan.
- Mempercepat proses pemesanan material pembuatan alat, agar tidak
terlalu lama masa tunggu barang datang.
45
45
DAFTAR PUSTAKA
Eko Marsyahyo. 2003. Mesin perkakas pemotongan logam. Banyu Media.
Malang.
Khurmi,R.S. & Gupta, J.K. 2002. Machine Design. S. C Had & Company LTD.
Ram Nagar-New Delhi.
Popov,1996. Mekanika Teknik. Erlangga. Jakarta.
Sularso dan Suga, K., 1987, Dasar dan Pemilihan Elemen Mesin, Cetakan
keenam, Pradnya Paramitha. Jakarta.
W Kenyon,Dines Ginting. 1985. Dasar-dasar Pengelasan. Erlangga. Jakarta.
